Современная орбита Земли становится все более загроможденной космическими обломками, которые создают угрозу для спутников и другой инфраструктуры.
По данным ученых, миллионы крошечных объектов, невидимых для существующих систем слежения, движутся в космосе с невероятной скоростью — около 28 000 км/ч. Даже частицы размером всего 1 сантиметр могут обладать разрушительной силой, сравнимой с взрывом гранаты.
Эти невидимые угрозы представляют опасность для спутников, обеспечивающих связь, GPS-навигацию и прогнозирование погоды. Чтобы решить проблему обнаружения таких объектов, специалисты Университета Аляски в Фэрбенксе (UAF) разрабатывают специальный спутник под названием Space Debris Hunter. Предполагается, что он сможет фиксировать мусор размером от 1 сантиметра.
Плазменный метод обнаружения
Космический мусор включает вышедшие из строя спутники, отработавшие ступени ракет и обломки, оставшиеся после столкновений. По данным американской программы слежения, в орбите Земли насчитывается около 100 миллионов объектов, превышающих 1 миллиметр в размере. Однако менее 1% из них в настоящее время отслеживается.
Многие фрагменты слишком малы, чтобы их можно было зафиксировать с Земли, поэтому специализированный спутник для их обнаружения становится необходимостью. Профессор Пол Бернхардт из UAF совместно с учеными Университета Калгари разработал метод определения расстояния и угла подлета малых космических объектов относительно спутников.
Этот метод основывается на способности движущихся объектов создавать волны при прохождении через плазменные возмущения в магнитном поле Земли. Анализируя эти волны, можно определить дистанцию, траекторию и угол подлета мусора.
Спутник с высокочувствительными сенсорами
Команда разработчиков создает оборудование для использования этой технологии и проектирует спутник Space Debris Hunter, который будет оснащен специализированными сенсорами для измерения электрических и магнитных полей.
Эти приборы смогут фиксировать сигналы, исходящие от проходящего мусора, а специальные датчики будут регистрировать изменения частоты сигнала. Комплексный анализ данных позволит ученым определить точное местоположение объекта и предсказать его траекторию.
«Несколько таких измерений помогут спрогнозировать будущий путь обломков. Это и есть новая наука, которую мы исследуем», — пояснил Бернхардт.
Точное отслеживание позволит спутникам маневрировать, чтобы избежать столкновений, тем самым снижая риск повреждений. Это особенно важно в условиях увеличения количества объектов на орбите. По данным из пресс-релиза, компания Starlink ежегодно проводит более 20 000 маневров уклонения от столкновений.
Повреждения, вызванные космическим мусором, могут привести к сбоям в критически важных сервисах и колоссальным финансовым затратам. Подробности о новом методе обнаружения мусора опубликованы в журнале Physics of Plasmas.
